计算机网络作业1

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第二次笔记还没整理，因为太忙了，先把相关的练习题目上传一下。需要自取，仅供参考对答案，请勿直接抄袭。

1. 采用交换模式的通信网络的好处是什么？主要需解决的问题是什么？

a. 好处：

如果采用点到点连接（以电话为例），那么N 部电话机两两直接相连，需 N(N -1)/2 对电线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平方（N2）成正比。显然大大增加了传输线的数量和布线的困难。虽然稳定，但是造成高昂物料费用和施工费用。交换模式相比于点到点通信模式显然大大减少了布线的数量，从而省下大量费用。其好处分电路交换和分组交换来说（不提报文交换）：

电路交换：电路交换必定是面向连接的，需要建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用，通信完成之后才释放这条专用的物理通路（释放刚才占用的所有通信资源）。电路交换的用户始终占用端到端的通信资源，通信线路的利用率很低（用来传送数据的时间往往不到10%甚至1% ）。特点是：面向连接的通信传输；服务质量好,通信费用较高。

分组交换：采用存储转发技术，在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段，分组交换网以“分组”作为数据传输单元,经过处理后，再依次把各分组发送到接收端。特点是：无连接的通信传输；通信时延不确定；通信费用低。

b. 解决问题：

交换模式主要需要解决的问题是交换设备的性能和交换设备之间如何通信以及如何选择分配通信路径的问题。例如电路交换时，数据直达，不同类型，不同规格，不同速率的终端很难相互进行通信；在分组交换时，可能出现失序，丢失或重复分组，分组到达目的节点时，对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。

关键点：减少全连接结构，引入接点，引入复用，降低成本

问题：复用选择路径，节点的管理

2. 最短路径树与最小生成树有什么不同？

最短路径树是网络的源点到所有结点的最短路径构成的树。其中最短路径就是从一个指定的顶点出发，计算从该顶点出发到其他所有顶点的最短路径。通常用Dijkstra算法，Floyd算法求解。

最小生成树是用和最少的边集将一个图连成任意2点可达，并且这个边集的总长度最小。保证整个拓扑图的所有路径之和最小。通常用Prim算法和kruskal算法求解。

关键点：最短路径树需要源节点 最短路径树根固定 特殊情况节点和边看上去完全一样时可能会一样

3. 网络体系结构中，服务、服务访问点、协议 的含义和作用是什么？

协议是控制两个对等实体进行通信的规则和约定的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

服务是某一层所完成任务的抽象，并提供给上层调用。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。服务由下层向上层通过层间接口提供，上层使用服务原语获得下层所提供的服务。

服务访问点 SAP (Service Access Point)是同一系统相邻两层的实体进行交互的地方。服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口。

关键点：写对定义就行，协议可以多写点，包括了什么例如语义语法

4. 开放系统互连（OSI）模型中，每一层实现 的主要功能是什么？

应用层：为用户提供OSI环境接入，分布式信息服务。

表示层：提供数据格式转换服务。

会话层：提供数据交互管理服务

运输层：提供端到端的可靠传输服务。

网络层：提供选路和可靠传输服务

数据链路层：提供两点间的可靠传输服务

物理层：提供与介质的连接服务。

5. 网络中的可靠数据传输包括哪几方面？

可靠传输，就是采用一系列技术来保障信息在发送方和接收方准确、精确的传输。理想的可靠传输特点：传输信道不产生差错、不管发送方是否降低发送数据的速度，不需要采取任何措施就能够实现可靠传输。

主要包括下面几个方面：

① 差错控制：使相应层次对等方的通信更加可靠。

② 流量控制：发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。

③ 分段和重装 ：发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。

④ 复用和分用：发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。

⑤ 连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。

关键点：无错码、无丢失、无失序、无重复，主要通过流量控制和差错控制机制实现。

6. 物理接口特性有哪些？

机械特性：连接器几何尺寸、引脚排列、锁定装置等；

电气特性：引线的电气连接方式、电气参数、互连线缆等；

功能特性：连接器的引脚数目和引线的定义；

规程特性：信号传输的控制过程和信号变化的时间顺序。

7. RS-232接口的数据线有几根？控制线有几根？

（x）RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线。

关键点：2根数据线、控制线6根、地线一根 区别232和2322c是不同的，双绞线里面用两对是4根但是不是232

8. RJ45接口中，通过什么方式实现数据传输同步？

RJ45接口中，通过相关的协议来实现时钟同步，体现在不同的编码类别上。例如在编码过程中 10BASE-T采用的马曼彻斯特码，100BASE-TX里采用的4B/5B,NRZI,MLT-3 码，000BASE-T采用的 8B1Q4,PAM-5码均带有同步时钟信号。这样便可以解码出原来的信号，实现数据传输同步。

关键点：内同步，编码方式实现同步

9.有几种自动重传请求ARQ机制？其特点是什么？

启停式ARQ：数据报文发送完成之后，发送方等待接收方的状态报告，如果状态报告报文发送成功，发送后续的数据报文，否则重传该报文。特点：管理最简单，适合链路出错率非常小的应用条件，效率不高，线路利用率低

N组重发ARQ：当发送方接收到接收方的状态报告指示报文出错后，发送方将重传过去的n个报文。管理机制相对简单，适合链路出错率不高、以及窗口不太大的应用条件。

选择重发ARQ：当发送方接收到接收方的状态报告指示报文出错，发送方只发送传送发生错误的报文。管理机制比较复杂，适合链路不稳定、或者窗口大的应用条件。

三种ARQ协议中，复杂性递增，效率也递增。

10. HDLC和PPP协议如何实现帧的透明传输？

高级数据链路控制(HDLC)协议：帧的透明区包括地址段、控制段、信息段、校验端。采用“0”比特插入/删除法：发送站对透明区的比特流进行检查，一旦发现有连续5个“1”比特，则在比特流中插入1个“0”比特。接收站相反，将连续5个“1”比特后面的“0”比特删除。

**点对点协议(PPP): **透明区包括协议段和信息段。透明区检查置换：7E置换为7D，5E；7D置换为 7D，5D。（置换法）

11. 载波监听/冲突检测技术的主要机制是怎样的？

主要原理是先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。

主要机制是：发送数据前 先侦听信道是否空闲 ,若空闲，则立即发送数据。若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据；若在上一段信息发送结束后，同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。若侦听到冲突,则立即停止发送数据，等待一段随机时间,再重新尝试。

12. 查看你所用的双绞线，是直连线还是交叉线？

是直连线，电脑和路由器直接连接。

13. 写出你所用计算机的网卡号、中断地址等信息。 该网卡是哪个公司的产品？

以太网 网络适配器：Realtek PCIe GB 是Realtek 公司PCIe 接口千兆以太网系列控制器，是一款PCIe接口的千兆网卡； 网卡号：GB 80-FA-5B-3D-76-1D

WLAN 网卡：Intel® Dual B 是Intel公司的无线网卡 网卡号：10-F0-05-C0-FC-BF

关键点cmd输入 ipconfig -all

14. 分组交换的数据报服务方式与虚电路服务方式各有哪些优缺点？

**数据报：**数据报方式：属于无连接的统计时分复用技术，仅提供“尽力而为”的网络通信服务，网络控制机制相对简单。

优点：不需要建立连接，基于结点状态为每个分组独立确定路由，链路或节点故障时，可能部分分组丢失，但可自动找到新路径。

缺点：报文重装顺序混乱，重装开销大。

**虚电路：**属于有连接的统计时分复用技术，可以提供预约QoS保证的网络通信服务，网络控制机制相对复杂。

优点：报文重装按序到达，重装开销小。端到端差错控制和流量控制均有子网负责

缺点：连接建立必须有，由第一个专用的连接建立分组确定路由，链路或节点故障时，已建立的与故障点相关的路径均不可用。

15. 静态路由和动态路由各有什么优缺点？

静态路由的优点：

1、占用的 CPU 处理时间少。

3、易于配置。

静态路由的缺点：

1、配置和维护耗费时间。

2、配置容易出错，尤其对于大型网络。

3、需要管理员维护变化的路由信息。

4、不能随着网络的增长而扩展；维护会越来越麻烦。

5、需要完全了解整个网络的情况才能进行操作。

动态路由的优点：

1、增加或删除网络时，管理员维护路由配置的工作量较少。

2、网络拓扑结构发生变化时，协议可以自动做出调整。

3、配置不容易出错。

4、扩展性好，网络增长时不会出现问题。

动态路由的缺点：

1、需要占用路由器资源（CPU 时间、内存和链路带宽）。

16. 简要分析Dijkstra算法和Bellman Ford算法的差异？

空间复杂度和时间复杂度方面：Dijkstra算法空间复杂度为O(M)，时间复杂度为O((M+N)logN)。Bellman Ford算法空间复杂度为O(M)，时间复杂度为O(MN)。

Dijkstra适用于稠密图和顶点关系密切的情况，bellman-ford适用于稀疏图和边关系密切的情况，前者是一种贪心算法，后者是动态规划的算法。

二者最大的区别在于Dijkstra算法不可以处理有负权边和负权值回路的情况，但是bellman-ford算法可以处理。

关键点：算法过程中的区别 给邻居寻找路径 和邻居提供路径 权值

17. 网络拥塞的检测和调节措施有哪些？

拥塞评估方式

节点检测法：对缓存空间的消耗情况进行检测。

端点检测法：对分组传输时延和丢失率进行检测。

流量调节措施

源端调节法：源节点减少或暂停向网络发送分组。

节点调节法：网络节点主动丢弃部分缓存排队的分组，确保后续到达分组有一定的可用空间。

路由调节法：通过多条路径分散流量，使所有链路分布的流量负载均衡。

18. 网络直接互连和间接互连分别适用于什么情况？

直接互连策略：只有接入子层、增强子层、没有网际子层。适用于距离近的网络互连，子网间直接通过网关互连。

间接互连策略：借助公同认知的网际层标准或协议实现互联，适用于距离较远的连接，子网间通过公共网络互连。

19. 一般来说，交换机和路由器分别在OSI的哪个层次上实现互连？

一般来说 交换机在数据链路层实现互联，路由器在网络层实现互联。